(57)【要約】【課題】高強度および高抵抗を有する希土類磁石を提供する。【解決手段】Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子８が高強度高抵抗複合層２により包囲されている組織を有する希土類磁石であって、前記高強度高抵抗複合層２はガラス相またはガラス相にＲ酸化物粒子が分散している組織を有するガラス主体層６と、このガラス主体層の両面に形成されかつＲ酸化物粒子の粒界にＲ：５０原子％以上含むＲリッチ合金相が存在するＲ酸化物粒子主体混合層７と、前記Ｒ酸化物粒子主体混合層７のガラス主体層に接する面とは反対側の面にそれぞれ形成されたＲ酸化物層９とからなる。【選択図】        図２
2006344855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高強度および高抵抗を有する複合層（以下、高強度高抵抗複合層という）とＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層（ただし、Ｒは、Ｙを含む希土類元素の内の１種または２種以上を示す。以下同じ）とが積層してなる希土類磁石であって、前記高強度高抵抗複合層は、
ガラス相またはガラス相にＲ酸化物粒子が分散している組織を有するガラス主体層と、
このガラス主体層の両面に形成されかつＲ酸化物粒子の粒界にＲ：５０原子％以上含むＲリッチ合金相が存在するＲ酸化物粒子主体混合層と、
前記Ｒ酸化物粒子主体混合層のガラス主体層に接する面とは反対側の面に形成されたＲ酸化物層と、からなることを特徴とする高強度および高抵抗を有する希土類磁石。
【請求項２】
前記高強度高抵抗複合層を構成するＲの酸化物層のＲは、Ｙ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕの内の１種または２種以上であることを特徴とする請求項１記載の高強度および高抵抗を有する希土類磁石。
【請求項３】
前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層は、原子％で（以下、％は原子％を示す）、Ｒ：５〜２０％、Ｂ：３〜２０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有することを特徴とする請求項１記載の高強度および高抵抗を有する希土類磁石。
【請求項４】
前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層は、原子％で（以下、％は原子％を示す）Ｒ：５〜２０％、Ｂ：３〜２０％、Ｍ（ただし、ＭはＧａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｇｅ、ＣおよびＳｉの内の１種または２種以上を示す。以下、同じ）：０．００１〜５％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有することを特徴とする請求項１記載の高強度および高抵抗を有する希土類磁石。
【請求項５】
前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層は、原子％で（以下、％は原子％を示す）Ｒ：５〜２０％、Ｃｏ：０．１〜５０％、Ｂ：３〜２０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有することを特徴とする請求項１記載の高強度および高抵抗を有する希土類磁石。
【請求項６】
前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層は、原子％で（以下、％は原子％を示す）Ｒ：５〜２０％、Ｃｏ：０．１〜５０％、Ｂ：３〜２０％、Ｍ：０．００１〜５％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有することを特徴とする請求項１記載の高強度および高抵抗を有する希土類磁石。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６記載のＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層は、実質的に正方晶構造をとるＲ２Ｆｅ１４Ｂ型金属間化合物相を主相とした再結晶粒が相互に隣接した再結晶集合組織を有し、この再結晶集合組織は個々の再結晶粒の最短粒径ａと最長粒径ｂの比（ｂ／ａ）が２未満である形状の再結晶粒が全再結晶粒の５０容量％以上存在し、かつ再結晶粒の平均再結晶粒径が０．０５〜５μｍの寸法を有する基本組織を有する磁気異方性ＨＤＤＲ磁石の層であることを特徴とする高強度および高抵抗を有する希土類磁石。
【請求項８】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子（ただし、Ｒは、Ｙを含む希土類元素の内の１種または２種以上を示す。以下同じ）が、高強度および高抵抗を有する複合層（以下、高強度高抵抗複合層という）により包囲されている組織を有する希土類磁石であって、前記高強度高抵抗複合層は、
ガラス相またはガラス相にＲ酸化物粒子が分散している組織を有するガラス主体層と、
このガラス主体層の両面に形成されかつＲ酸化物粒子の粒界にＲ：５０原子％以上含むＲリッチ合金相が存在するＲ酸化物粒子主体混合層と、
前記Ｒ酸化物粒子主体混合層のガラス主体層に接する面とは反対側の面にそれぞれ形成されたＲ酸化物層と、からなることを特徴とする高強度および高抵抗を有する希土類磁石。
【請求項９】
前記高強度高抵抗複合層を構成するＲの酸化物層のＲは、Ｙ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕの内の１種または２種以上であることを特徴とする請求項８記載の高強度および高抵抗を有する希土類磁石。
【請求項１０】
前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子は、Ｒ：５〜２０％、Ｂ：３〜２０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有することを特徴とする請求項８記載の高強度および高抵抗を有する希土類磁石。
【請求項１１】
前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子は、Ｒ：５〜２０％、Ｂ：３〜２０％、Ｍ：０．００１〜５％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有することを特徴とする請求項８記載の高強度および高抵抗を有する希土類磁石。
【請求項１２】
前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子は、Ｒ：５〜２０％、Ｃｏ：０．１〜５０％、Ｂ：３〜２０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有することを特徴とする請求項８記載の高強度および高抵抗を有する希土類磁石。
【請求項１３】
前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子は、Ｒ：５〜２０％、Ｃｏ：０．１〜５０％、Ｂ：３〜２０％、Ｍ：０．００１〜５％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有することを特徴とする請求項８記載の高強度および高抵抗を有する希土類磁石。
【請求項１４】
請求項８、９、１０、１１、１２または１３記載のＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子は、実質的に正方晶構造をとるＲ２Ｆｅ１４Ｂ型金属間化合物相を主相とした再結晶粒が相互に隣接した再結晶集合組織を有し、この再結晶集合組織は個々の再結晶粒の最短粒径ａと最長粒径ｂの比（ｂ／ａ）が２未満である形状の再結晶粒が全再結晶粒の５０容量％以上存在し、かつ再結晶粒の平均再結晶粒径が０．０５〜５μｍの寸法を有する基本組織を有する磁気異方性ＨＤＤＲ磁石の粒子であることを特徴とする高強度および高抵抗を有する希土類磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高い強度および電気抵抗を有する希土類磁石に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＲをＹを含む希土類元素の内の１種または２種以上とするとすると(以下、同じ)、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石は、ＲとＦｅとＢを基本成分とし、前記基本成分にさらに必要に応じてＣｏおよび／またはＭ（ただし、Ｍは、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｇｅ、ＣおよびＳｉの内の１種または２種以上を示す。以下、同じ）を添加した成分組成を有しており、具体的には、原子％で（以下、％は原子％を示す）Ｒ：５〜２０％、Ｃｏ：０〜５０％、Ｂ：３〜２０％、Ｍ：０〜５％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有することが知られている。
このＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石はＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末をホットプレスまたは熱間静水圧プレスなどの方法により作製することが知られており、このＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末を製造する方法の一つとして、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石合金原料を水素吸収処理したのち、水素圧力：１０〜１０００ｋＰａの水素雰囲気中で５００〜１０００℃の範囲内の所定の温度に昇温し保持することによりＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石合金原料に水素を吸収させて相変態による分解を促す水素吸収・分解処理を施し、引き続いて、水素吸収・分解処理を施した希土類磁石合金原料を５００〜１０００℃の範囲内の所定の温度で真空中に保持することにより脱水素処理を施す製造方法が知られており、このようにして得られたＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末は、実質的に正方晶構造をとるＲ２Ｆｅ１４Ｂ型金属間化合物相を主相とした再結晶粒が相互に隣接した再結晶集合組織を有し、この再結晶集合組織は個々の再結晶粒の最短粒径ａと最長粒径ｂの比（ｂ／ａ）が２未満である形状の再結晶粒が全再結晶粒の５０容量％以上存在し、かつ再結晶粒の平均再結晶粒径が０．０５〜５μｍの寸法を有する磁気異方性ＨＤＤＲ磁石粉末の基本組織を有することが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
近年、自動車業界では電動化が進んでおり、さらに電気自動車の開発が盛んで、自動車に搭載する小型で高性能を有する電子機器や永久磁石式モーターの開発が盛んに行われている。この小型で高性能を有する電子機器や永久磁石式モーターの性能を一層高めるには、磁気異方性に優れたＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石の使用が不可欠であるが、しかしながら、通常のＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石は金属磁石であるために電気抵抗が低く、これを特にモーターに組込んだ場合、渦電流損が増大し、磁石の発熱等によってモーター効率を低下させる問題点があった。そのため、高抵抗を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石が開発されており、この高抵抗を有する磁石の一つとして、Ｒの酸化物層をＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子の粒界に形成させ、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子をＲの酸化物層で包囲した組織を有する高抵抗を有する希土類磁石が提案されている（特許文献２および特許文献３参照）。
【特許文献１】特許第２５７６６７２号公報
【特許文献２】特開２００４−３１７８０号公報
【特許文献３】特開２００４−３１７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の高抵抗を有する希土類磁石は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子の粒界にＲの酸化物層が介在する組織を有するものであるから、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子とＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子の結合が弱く、したがって、従来の高抵抗を有する希土類磁石は強度が十分でないと言う課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明者らは、一層の高抵抗を有しかつ高強度を有する希土類磁石を得るべく研究を行った。その結果、
高強度および高抵抗を有する複合層（以下、高強度高抵抗複合層という）とＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層とが積層してなる希土類磁石であって、前記高強度高抵抗複合層は、ガラス相またはガラス相にＲ酸化物粒子が分散している組織を有するガラス主体層と、このガラス主体層の両面に形成されかつＲ酸化物粒子の粒界にＲ：５０原子％以上含むＲリッチ合金相が存在するＲ酸化物粒子主体混合層と、前記Ｒ酸化物粒子主体混合層のガラス主体層に接する面とは反対側の面に形成されたＲ酸化物層とからなる希土類磁石は、従来の希土類磁石に比べてほぼ同等の優れた磁気異方性と保磁力を有しさらに一層の高強度および高抵抗を有する、という研究結果が得られたのである。
この発明は、かかる研究結果に基づいて成されたものであって、
（１）高強度高抵抗複合層とＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層とが積層してなる希土類磁石であって、前記高強度高抵抗複合層は、ガラス相またはガラス相にＲ酸化物粒子が分散している組織を有するガラス主体層と、このガラス主体層の両面に形成されかつＲ酸化物粒子の粒界にＲ：５０原子％以上含むＲリッチ合金相が存在するＲ酸化物粒子主体混合層と、前記Ｒ酸化物粒子主体混合層のガラス主体層に接する面とは反対側の面に形成されたＲ酸化物層とからなる高強度および高抵抗を有する希土類磁石、に特徴を有するものである。
【０００６】
前記（１）記載の高強度および高抵抗を有する希土類磁石を図面に基づいて説明する。図１は前記（１）記載の高強度および高抵抗を有する希土類磁石の断面模式図である。図１において、１はＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層、２は高強度高抵抗複合層、３はＲ酸化物粒子、４はＲリッチ合金相、５はガラス相、６はガラス主体層、７はＲ酸化物粒子主体混合層、９はＲ酸化物層である。
前記高強度高抵抗複合層２は、図１に示されるように、ガラス主体層６の両面にＲ酸化物粒子主体混合層７が接して積層しており、さらにＲ酸化物粒子主体混合層７のガラス主体層６に接する面とは反対側の面に形成されたＲ酸化物層９を有する積層構造を有しており、この高強度高抵抗複合層２はＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層１に挟まれた状態で積層している。
そして、ガラス主体層６はガラス相のみまたはガラス相５にＲ酸化物粒子３が分散している組織を有しており、Ｒ酸化物粒子主体混合層７はＲ酸化物粒子の粒界にＲ：５０原子％以上含むＲリッチ合金相が存在する組織を有しており、さらにＲ酸化物層９はＲの酸化物で構成されている。
高強度高抵抗複合層２はかかる積層構造を有しているから、ガラス主体層６とＲ酸化物層９により絶縁性が一層向上すると共にＲ酸化物粒子主体混合層７との結合が強固になる。また、Ｒ酸化物粒子主体混合層７とＲ酸化物層９によりＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層１とガラス主体層６の反応が防止され、磁気特性の低下が防止できると共に結合も強固になる。この高強度高抵抗複合層２により磁石全体の強度が向上して激しい振動にも耐えられるようになり、また磁石内部の電気抵抗が大幅に向上して渦電流の発生を低減して磁石の発熱を大幅に抑制することができ、磁石特性にも優れた希土類磁石となる。
図１では、この発明を理解しやすくするために、一層の高強度高抵抗複合層２を二層のＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層１で挟んだ構成の希土類磁石が記載されているが、この発明の高強度および高抵抗を有する希土類磁石は、ｎ（ただし、ｎは正の整数）の高強度高抵抗複合層２をｎ＋１のＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層１で交互に挟んだ構成の希土類磁石も含まれる。
【０００７】
前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層１は、Ｒ：５〜２０％、Ｂ：３〜２０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有しても良く、Ｒ：５〜２０％、Ｂ：３〜２０％、Ｍ：０．００１〜５％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有してもよく、Ｒ：５〜２０％、Ｃｏ：０．１〜５０％、Ｂ：３〜２０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有してもよく、Ｒ：５〜２０％、Ｃｏ：０．１〜５０％、Ｂ：３〜２０％、Ｍ：０．００１〜５％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有してもよい。
【０００８】
また、前記高強度高抵抗複合層２はガラス主体層６の両面にＲ酸化物粒子主体混合層７が接して形成され、さらにＲ酸化物粒子主体混合層７のガラス主体層６に接する面とは反対側の面に形成されたＲ酸化物層９を有する積層構造を有しており、この高強度高抵抗複合層２はＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層１、１に挟まれた状態で積層しており、前記ガラス主体層６はホットプレス成形中にガラス粉末が軟化・融着してガラス相となるか、またはその軟化したガラス相の中にＲ酸化物粒子が入り込んで生成され、Ｒ酸化物粒子主体混合層７はホットプレス成形中にＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層１中のＲ：５０原子％以上含むＲリッチ合金相がＲ酸化物粒子の粒界に入り込むことにより生成されることが好ましい。
このことから、ホットプレス成形時などに、Ｒ酸化物層９の一部に割れやはがれが起こった部分から、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層１中のＲ：５０原子％以上含むＲリッチ合金相がＲ酸化物粒子の粒界に入り込むことで、Ｒ酸化物粒子主体混合層７になる。
また、前記高強度高抵抗複合層２を構成するＲ酸化物粒子３とＲ酸化物層９の各々のＲはＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層１におけるＲと同じであっても良く、また異なっていても良いが、Ｙ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕの内の１種または２種以上であることが好ましく、これらの中でもＴｂ、Ｄｙがさらに好ましい。また、Ｒリッチ合金相４のＲは、好ましくはＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層１におけるＲが良いが、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層１におけるＲと異なっていても良い。
前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層１は、実質的に正方晶構造をとるＲ２Ｆｅ１４Ｂ型金属間化合物相を主相とした再結晶粒が相互に隣接した再結晶集合組織を有し、この再結晶集合組織は個々の再結晶粒の最短粒径ａと最長粒径ｂの比（ｂ／ａ）が２未満である形状の再結晶粒が全再結晶粒の５０容量％以上存在し、かつ再結晶粒の平均再結晶粒径が０．０５〜５μｍの寸法を有する基本組織を有する磁気異方性ＨＤＤＲ磁石の層であることが一層好ましい。
【０００９】
したがって、この発明は、
（２）前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層は、原子％で（以下、％は原子％を示す）、Ｒ：５〜２０％、Ｂ：３〜２０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有する前記（１）記載の高強度および高抵抗を有する希土類磁石、
（３）前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層は、Ｒ：５〜２０％、Ｂ：３〜２０％、Ｍ：０．００１〜５％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有する前記（１）記載の高強度および高抵抗を有する希土類磁石、
（４）前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層は、Ｒ：５〜２０％、Ｃｏ：０．１〜５０％、Ｂ：３〜２０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有する前記（１）記載の高強度および高抵抗を有する希土類磁石、
（５）前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層は、Ｒ：５〜２０％、Ｃｏ：０．１〜５０％、Ｂ：３〜２０％、Ｍ：０．００１〜５％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有する前記（１）記載の高強度および高抵抗を有する希土類磁石、
（６）前記（１）、（２）、（３）、（４）または（５）記載のＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層は、実質的に正方晶構造をとるＲ２Ｆｅ１４Ｂ型金属間化合物相を主相とした再結晶粒が相互に隣接した再結晶集合組織を有し、この再結晶集合組織は個々の再結晶粒の最短粒径ａと最長粒径ｂの比（ｂ／ａ）が２未満である形状の再結晶粒が全再結晶粒の５０容量％以上存在し、かつ再結晶粒の平均再結晶粒径が０．０５〜５μｍの寸法を有する基本組織を有する磁気異方性ＨＤＤＲ磁石の層である高強度および高抵抗を有する希土類磁石、に特徴を有するものである。
【００１０】
この発明の高強度および高抵抗を有する希土類磁石を製造するには、例えば、通常の磁気異方性に優れたＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末を磁場中成形してＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末成形体層を作製し、このＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末成形体層の表面にＲ酸化物のスパッタ層を形成し、このＲ酸化物のスパッタ層の上にＲ酸化物粒子のスラリーをスピンコート等で塗布・乾燥してＲ酸化物粒子スラリー層を形成し、このＲ酸化物粒子スラリー層の上にガラス粉末スラリーを塗布・乾燥してガラス粉末スラリー層を形成し、このガラス粉末スラリー層の上に、表面に形成させたＲ酸化物のスパッタ層の上にＲ酸化物粒子スラリー層を形成した別のＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末成形体層をＲ酸化物粒子スラリー層を対向させて積層して積層成形体を作製し、この積層成形体をホットプレスすることにより得られる。
このホットプレスして得られたホットプレス焼成体は、図１に示されるように、高強度高抵抗複合層２とＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層１とが積層してなり、前記高強度高抵抗複合層２はガラス主体層６の両面にＲ酸化物粒子主体混合層７が接して積層している構造を有しており、前記ガラス主体層６はホットプレス成形中にガラス粉末が軟化・融着してガラス相となるか、またはその軟化したガラス相の中にＲ酸化物粒子が入り込んだ組織を有し、Ｒ酸化物粒子主体混合層７はホトプレス中にＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層１中のＲ：５０原子％以上含むＲリッチ合金相がＲ酸化物粒子の粒界に入り込んで生成された組織を有している。
【００１１】
また、本発明者らは一層の高抵抗を有しかつ高強度を有する希土類磁石を得るべく研究を行った。その結果、
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子が高強度高抵抗複合層により包囲されている組織を有する希土類磁石であって、前記高強度高抵抗複合層はガラス相またはガラス相にＲ酸化物粒子が分散している組織を有するガラス主体層と、このガラス主体層の両面に形成されかつＲ酸化物粒子の粒界にＲ：５０原子％以上含むＲリッチ合金相が存在するＲ酸化物粒子主体混合層と、前記Ｒ酸化物粒子主体混合層のガラス主体層に接する面とは反対側の面に形成されたＲ酸化物層とからなる希土類磁石は、従来の希土類磁石に比べてほぼ同等の優れた磁気異方性と保磁力を有しさらに一層の高強度および高抵抗を有する、という研究結果が得られたのである。
この発明は、かかる研究成果に基づいてなされたものであって、
（７）Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子が、高強度高抵抗複合層により包囲されている組織を有する希土類磁石であって、前記高強度高抵抗複合層は、ガラス相またはガラス相にＲ酸化物粒子が分散している組織を有するガラス主体層と、このガラス主体層の両面に形成されかつＲ酸化物粒子の粒界にＲ：５０原子％以上含むＲリッチ合金相が存在するＲ酸化物粒子主体混合層と、前記Ｒ酸化物粒子主体混合層のガラス主体層に接する面とは反対側の面にそれぞれ形成されたＲ酸化物層とからなる高強度および高抵抗を有する希土類磁石、に特徴を有するものである。
この希土類磁石の組織を図２に示す。図２において、８がＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子である以外は符号は図１と同じであるのでその説明は省略する。図２に示されるこの発明の高強度および高抵抗を有する希土類磁石は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子８とＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子８の粒界に高強度高抵抗複合層２があり、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子８が高強度高抵抗複合層２により包囲されている組織を有し、高強度高抵抗複合層２がＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子８とＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子８の粒界に介在することにより高強度および高抵抗を示している。
高強度高抵抗複合層２のガラス主体層６とＲ酸化物層９により絶縁性が一層向上すると共にＲ酸化物粒子主体混合層７との結合が強固になる。また、Ｒ酸化物粒子主体混合層７とＲ酸化物層９によりＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子８とガラス主体層６の反応が防止され、磁気特性の低下が防止できると共に結合も強固になる。この高強度高抵抗複合層２により磁石全体の強度が向上して激しい振動にも耐えられるようになり、また磁石内部の電気抵抗が大幅に向上して渦電流の発生を低減して磁石の発熱を大幅に抑制することができ、磁石特性にも優れた希土類磁石となる。
【００１２】
前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子８は、Ｒ：５〜２０％、Ｂ：３〜２０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有する希土類磁石粉末であっても良く、
Ｒ：５〜２０％、Ｂ：３〜２０％、Ｍ：０．００１〜５％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有する希土類磁石粉末であってもよく、Ｒ：５〜２０％、Ｃｏ：０．１〜５０％、Ｂ：３〜２０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有する希土類磁石粉末であってもよく、Ｒ：５〜２０％、Ｃｏ：０．１〜５０％、Ｂ：３〜２０％、Ｍ：０．００１〜５％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有する希土類磁石粉末であってもよい。
また、前記高強度高抵抗複合層２はガラス主体層６の両面にＲ酸化物粒子主体混合層７が接して形成され、さらにＲ酸化物粒子主体混合層７のガラス主体層６に接する面とは反対側の面に形成されたＲ酸化物層９を有する積層構造を有しており、この高強度高抵抗複合層２がＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子８を包囲した構造を有しており、前記ガラス主体層６はホットプレス成形中にガラス粉末が軟化・融着してガラス相となるか、またはその軟化したガラス相の中にＲ酸化物粒子が入り込んで生成され、Ｒ酸化物粒子主体混合層７はホットプレス成形中にＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子８中のＲ：５０原子％以上含むＲリッチ合金相がＲ酸化物粒子の粒界に入り込むことにより生成されることが好ましい。このことから、ホットプレス成形時などに、酸化物層９の一部に割れやはがれがおこった部分からＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子８中のＲ：５０原子％以上含むＲリッチ合金相がＲ酸化物粒子の粒界に入り込むことで、Ｒ酸化物粒子主体混合層７になる。
また、前記高強度高抵抗複合層２を構成するＲの酸化物層３とＲ酸化物層９の各々のＲはＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子８におけるＲと同じであっても良く、また異なっていても良いが、Ｙ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕの内の１種または２種以上であることが好ましく、これらの中でもＴｂ、Ｄｙがさらに好ましい。また、Ｒリッチ合金相４のＲは好ましくはＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子８におけるＲがよいが、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子８におけるＲと異なっていてもよい。
また、前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子８は、実質的に正方晶構造をとるＲ２Ｆｅ１４Ｂ型金属間化合物相を主相とした再結晶粒が相互に隣接した再結晶集合組織を有し、この再結晶集合組織は個々の再結晶粒の最短粒径ａと最長粒径ｂの比（ｂ／ａ）が２未満である形状の再結晶粒が全再結晶粒の５０容量％以上存在し、かつ再結晶粒の平均再結晶粒径が０．０５〜５μｍの寸法を有する基本組織を有する磁気異方性ＨＤＤＲ磁石の粉末であることが好ましい。したがって、この発明は、
（８）前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子は、Ｒ：５〜２０％、Ｂ：３〜２０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有する希土類磁石の粒子である前記（７）記載の高強度および高抵抗を有する希土類磁石、
（９）前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子は、Ｒ：５〜２０％、Ｂ：３〜２０％、Ｍ：０．００１〜５％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有する希土類磁石の粒子である前記（７）記載の高強度および高抵抗を有する希土類磁石、
（１０）前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子は、Ｒ：５〜２０％、Ｃｏ：０．１〜５０％、Ｂ：３〜２０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有する希土類磁石の粒子である前記（７）記載の高強度および高抵抗を有する希土類磁石、
（１１）前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子は、Ｒ：５〜２０％、Ｃｏ：０．１〜５０％、Ｂ：３〜２０％、Ｍ：０．００１〜５％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有する希土類磁石の粒子である前記（７）記載の高強度および高抵抗を有する希土類磁石、
（１２）前記（７）、（８）、（９）、（１０）または（１１）記載のＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子は、実質的に正方晶構造をとるＲ２Ｆｅ１４Ｂ型金属間化合物相を主相とした再結晶粒が相互に隣接した再結晶集合組織を有し、この再結晶集合組織は個々の再結晶粒の最短粒径ａと最長粒径ｂの比（ｂ／ａ）が２未満である形状の再結晶粒が全再結晶粒の５０容量％以上存在し、かつ再結晶粒の平均再結晶粒径が０．０５〜５μｍの寸法を有する基本組織を有する磁気異方性ＨＤＤＲ磁石の粒子である高強度および高抵抗を有する希土類磁石、に特徴を有するものである。
【００１３】
この発明の高強度および高抵抗を有する希土類磁石におけるＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子は、Ｒ：５〜２０％、Ｂ：３〜２０％を含有し、必要に応じてＣｏ：０．１〜５０％を含有し、さらに必要に応じて、Ｍ：０．００１〜５％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有する合金原料を平均粒径：１０〜１０００μｍになるまで水素吸収崩壊粉砕または通常の不活性ガス雰囲気中で粉砕処理して希土類磁石合金原料粉末を作製し、この希土類磁石合金原料粉末に必要に応じて希土類水素化物粉末を混合して、圧力：１０〜１０００ｋＰａの水素ガス雰囲気中で室温から温度：５００℃未満までの温度に昇温または昇温し保持することにより水素を吸収させる水素吸収処理を施し、引き続いて圧力：１０〜１０００ｋＰａの水素ガス雰囲気中で５００〜１０００℃の範囲内の温度に昇温し保持することにより前記混合粉末に水素を吸収させて分解する水素吸収・分解処理を施し、その後、従来と同様に引き続いて、必要に応じて、水素吸収・分解処理を施した混合粉末を不活性ガス圧：１０〜１０００ｋＰａ、温度：５００〜１０００℃の範囲内の所定の温度で不活性ガス雰囲気中に保持することにより中間熱処理を行い、さらに引き続いて、必要に応じて、中間熱処理を施した混合粉末を５００〜１０００℃の範囲内の所定の温度で、絶対圧：０．６５〜１０ｋＰａ未満の水素雰囲気中または水素分圧：０．６５〜１０ｋＰａ未満の水素と不活性ガスとの混合ガス雰囲気中に保持することにより混合粉末に水素を一部残したまま減圧水素中熱処理を行い、その後、５００〜１０００℃の範囲内の所定の温度で到達圧：０．１３ｋＰａ以下の真空雰囲気に保持することにより強制的に水素を放出させて相変態を促す脱水素処理を施し、ついで冷却し、解砕することにより製造するＨＤＤＲ希土類磁石合金粉末を使用して形成することが好ましい。
【００１４】
この発明の高強度および高抵抗を有する希土類磁石を製造するには、例えば、通常の磁気異方性に優れたＨＤＤＲ希土類磁石粉末に、例えば回転バレルを使用したスパッタリング装置を用い、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末の表面にＲの酸化物を形成して酸化物被覆Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末を作製し、この酸化物被覆Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末の表面にＲ酸化物粒子をＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を用いて固着させ、さらにその外側にガラス粉末をＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を用いて固着させた被覆希土類磁石粉末を作製し、この被覆希土類磁石粉末を真空雰囲気中、温度：４００〜５００℃で熱処理してＰＶＡを除去し、その後、磁場中仮成形したのち、ホットプレスすることにより得られる。このホットプレスして得られたホットプレス焼成体は、図２に示されるように、希土類磁石粉末８を高強度高抵抗複合層２により包囲した組織を有し、高強度高抵抗複合層２が高強度および高抵抗を示すので高強度および高抵抗を有する希土類磁石が形成される。
この発明の高強度および高抵抗を有する希土類磁石を構成する高強度高抵抗複合層のガラス層は、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系ガラス、ＳｉＯ２−ＢａＯ−Ａｌ２Ｏ３系ガラス、ＳｉＯ２−ＢａＯ−Ｂ２Ｏ３系ガラス、ＳｉＯ２−ＢａＯ−Ｌｉ２Ｏ３系ガラス、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＲｒＯ系ガラス（ただし、ＲｒＯはアルカリ土類金属酸化物を示す）、ＳｉＯ２−ＺｎＯ−ＲｒＯ系ガラス、ＳｉＯ２−ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３系ガラス、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラス、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＲｒＯ系ガラスなどセラミック低温焼結用に使用されるいかなるガラスであっても良く、その他、ＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３系ガラス、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＰｂＯ系ガラス、Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−ＰｂＯ系ガラス、ＳｎＯ−Ｐ２Ｏ５系ガラス、ＺｎＯ−Ｐ２Ｏ５系ガラス、ＣｕＯ−Ｐ２Ｏ５系ガラス、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラスなどで低い軟化温度を有するガラスであっても良い。ホットプレスを行う温度：５００〜９００℃に軟化点を有するガラスであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の高強度および高抵抗を有する希土類磁石は、高強度を有するので激しい振動などに耐えることができ、この高強度および高抵抗を有する希土類磁石を組込んだ永久磁石式モーターの性能は一層向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
いずれも平均粒径：３００μｍを有し、表１に示される成分組成を有するＨＤＤＲ処理したＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末Ａ〜Ｔを用意した。
【００１７】
【表１】
2006344855.tif 000003
【００１８】
実施例１
これら表１のＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末Ａ〜Ｔを磁場成形して厚さ：４ｍｍのＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末成形体層を成形した。さらにそれぞれＤｙ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｔｂ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３およびＳｍ２Ｏ３からなるＲ酸化物ターゲットを用意した。
前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末成形体層の表面にスパッタリング装置を用いて厚さ：３μｍの表２〜５に示される成分組成のＲ酸化物スパッタ層を形成した。
さらに、それぞれＤｙ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｔｂ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３およびＳｍ２Ｏ３からなるＲ酸化物粉末スラリーを用意し、さらに、平均粒径：２μｍを有する表２〜５に示される組成のガラス粉末を用意し、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末成形体層のＲ酸化物スパッタ層の上面に前記Ｒ酸化物粉末スラリーを塗布してＲ酸化物粉末スラリー層を形成し、このＲ酸化物粉末スラリー層の上にガラス粉末スラリーを塗布してガラス粉末スラリー層を形成することにより一方の積層体を作製した。
さらに表面にＲ酸化物スパッタ層を形成した別のＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末成形体層の上面に前記Ｒ酸化物粉末スラリーを塗布してＲ酸化物粉末スラリー層を形成することにより他方の積層体を作製した。
一方の積層体と他方の積層体をガラス粉末スラリー層を挟むようにして積層することにより積層成形体を作製し、この積層成形体を温度：７５０℃、圧力：１４７ＭＰａの条件でホットプレスすることにより、縦：１０ｍｍ、横：１０ｍｍ、高さ：６．５ｍｍの寸法を有するバルク状の本発明希土類磁石１〜２０を作製した。このようにして作製した本発明希土類磁石１〜２０は、いずれも図１に示されるように、ガラス相またはガラス相の中にＲ酸化物粒子が入り込んだ組織を有するガラス主体層６をＲ：５０原子％以上含むＲリッチ合金相とＲ酸化物粒子の混合組織を有するＲ酸化物粒子主体混合層７が挟むように接し、さらにＲ酸化物粒子主体混合層７のガラス主体層６に接する面とは反対側の面にそれぞれＲ酸化物層９を積層した構造の高強度高抵抗複合層２を構成し、この高強度高抵抗複合層２がＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層１、１に挟まれた状態で積層していた。
このようにして作製した本発明磁石１〜２０の表面および裏面と４つの側面を研磨し、この研磨した本発明磁石１〜２０の高強度高抵抗複合層を含む側面の一方のＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層から他方のＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層に高強度高抵抗複合層を跨ぐように電圧端子の対を４ｍｍ間隔で当て、さらにこの電圧端子の対を跨ぐように電流端子の対を６ｍｍ間隔で当て、電流端子間に規定量の電流Ｉ［Ａ］を流した際の電圧端子間の電圧降下Ｅ［Ｖ］から抵抗値Ｒ＝Ｅ／Ｉ［Ω］を算出し、断面積Ａ（≒１００ｍｍ２）と端子間の距離ｄ（＝４ｍｍ）とからＲ×Ａ／ｄの式により算出した抵抗を表２〜５に示した。
さらに、本発明希土類磁石１〜２０について通常の方法によ残留磁束密度、保磁力および最大エネルギー積を測定してその結果を表２〜５に示したのち、本発明希土類磁石１〜２０について抗折強度を測定し、その結果を表２〜５に示した。
【００１９】
従来例１
実施例１で作製したＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末成形体層の上面にＲ酸化物粉末スラリーを塗布してＲ酸化物粉末スラリー層を形成した積層体を２個用意し、この２個の積層体のＲ酸化物粉末スラリー層を対向させて重ね合わせ、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末成形体層−Ｒ酸化物粉末スラリー層−Ｒ酸化物粉末スラリー層−Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末成形体層からなる積層成形体を形成し、この積層成形体を温度：７５０℃、圧力：１４７ＭＰａの条件でホットプレスすることによりＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層およびＲ酸化物層からなる縦：１０ｍｍ、横：１０ｍｍ、高さ：６．５ｍｍの寸法を有するバルク状の従来希土類磁石１〜２０を作製した。
このようにして作製した従来希土類磁石１〜２０の表面および裏面と４つの側面を研磨し、この研磨した従来希土類磁石１〜２０のＲの酸化物層を含む側面の一方のＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層から他方のＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石層にＲの酸化物層を跨ぐように電圧端子の対を４ｍｍ間隔で当て、さらにこの電圧端子の対を跨ぐように電流端子の対を６ｍｍ間隔で当て、電流端子間に規定量の電流Ｉ［Ａ］を流した際の電圧端子間の電圧降下Ｅ［Ｖ］から抵抗値Ｒ＝Ｅ／Ｉ［Ω］を算出し、断面積Ａ（≒１００ｍｍ２）と端子間の距離ｄ（＝４ｍｍ）とからＲ×Ａ／ｄの式により算出した抵抗を表２〜５に示した。
さらに、従来希土類磁石１〜２０について通常の方法により残留磁束密度、保磁力および最大エネルギー積を測定してその結果を表２〜５に示したのち、従来希土類磁石１〜２０について抗折強度を測定し、その結果を表２〜５に示した。
【００２０】
【表２】
2006344855.tif 000004
【００２１】
【表３】
2006344855.tif 000005
【００２２】
【表４】
2006344855.tif 000006
【００２３】
【表５】
2006344855.tif 000007
【００２４】
表２〜５に示す結果から、本発明希土類磁石１〜２０はそれぞれ従来希土類磁石１〜２０に比べて、特に高強度および高抵抗を有することが分かる。
【００２５】
実施例２
先に用意した表１に示されるＨＤＤＲ処理したＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末Ａ〜Ｔの表面に、実施例１で用意したＲ酸化物ターゲットを用い、回転バレルを使用したスパッタリング装置を用いてスパッタリングすることにより厚さ：２μｍの表２〜５に示される成分組成のＲ酸化物スパッタ層を形成した。さらにＤｙ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｔｂ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３およびＳｍ２Ｏ３からなるＲ酸化物粉末を０．１質量％ＰＶＡを用いて厚さ：２μｍとなるように固着させ、さらにその外側に表６〜９に示されるガラス粉末を０．１％ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を用いて固着させた被覆Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末を作製した。この被覆Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末を真空雰囲気中、温度：４５０℃で熱処理してＰＶＡを除去し、その後、圧力：４９ＭＰａで磁場中仮成形したのち、温度:７３０℃、圧力:２９４ＭＰａでホットプレスすることにより縦：１０ｍｍ、横：１０ｍｍ、高さ：７ｍｍの寸法を有するバルク状の本発明希土類磁石２１〜４０を作製した。この本発明希土類磁石２１〜４０は、図２に示されるように、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子８を、ガラス相の中にＲ酸化物粒子が入り込んだ組織を有するガラス主体層６、その両面にＲ：５０原子％以上含むＲリッチ合金相とＲ酸化物粒子の混合組織を有するＲ酸化物粒子主体混合層７およびＲ酸化物層９からなる高強度高抵抗複合層２により包囲した組織を有していた。
このようにして作製したバルク状の本発明磁石２１〜４０の表面を研磨し、測定した比抵抗を表６〜９に示した。
さらに、本発明希土類磁石２１〜４０について通常の方法により残留磁束密度、保磁力および最大エネルギー積を測定してその結果を表６〜９に示したのち、本発明希土類磁石２１〜４０について抗折強度を測定し、その結果を表６〜９に示した。
【００２６】
従来例２
実施例２で作製したＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末の表面に表６〜９に示されるＲ酸化物層をスパッタリングすることにより形成した被覆粉末を磁場中、圧力：４９ＭＰａで仮成形し、さらに温度：７３０℃、圧力：２９４ＭＰａの条件でホットプレスすることによりＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粒子がＲの酸化物層により包囲された組織を有し、縦：１０ｍｍ、横：１０ｍｍ、高さ：７ｍｍの寸法を有するバルク状の従来希土類磁石２１〜４０を作製した。
このようにして作製したバルク状の従来希土類磁石２１〜４０の表面を研磨し、測定した比抵抗を表６〜９に示した。
さらに、従来希土類磁石２１〜４０について通常の方法により残留磁束密度、保磁力および最大エネルギー積を測定してその結果を表６〜９に示したのち、従来希土類磁石２１〜４０について抗折強度を測定し、その結果を表６〜９に示した。
【００２７】
【表６】
2006344855.tif 000008
【００２８】
【表７】
2006344855.tif 000009
【００２９】
【表８】
2006344855.tif 000010
【００３０】
【表９】
2006344855.tif 000011
【００３１】
表６〜９に示す結果から、本発明希土類磁石２１〜４０は従来希土類磁石２１〜４０に比べて、特に高強度および高抵抗を有することが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の希土類磁石の構造を示す模式図である。
【図２】この発明の希土類磁石の組織を示す模式図である。
【図１】
2006344855.tif 000012
【図２】
2006344855.tif 000013